拆解Intel 710企业级固态硬盘

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我们对Intel的200GB 710企业级固态硬盘(SSD)的主要兴趣是，产品设计重点主要放在耐用性、可靠性和功效上。而将多层单元(MLC)NAND闪存用作主存储部件也值得关注。Intel将固态硬盘中的这种MLC NAND实现称为高耐用性技术(HET)。

据Intel介绍，HET包含有Intel自己开发的固件、Intel控制器和高循环次数NAND。这种技术结合了NAND硅增强性能和独特的固态硬盘NAND管理技术，可扩展基于MLC的固态硬盘的写入耐用性，实现最优的耐用性和操作性能。Intel HET固件增强方面除了一般的工业纠错码(ECC)标准外，还包括优化的错误避免技术、写入放大率抑制算法以及系统级错误管理功能。

单层单元(SLC)闪存通常是企业级固态硬盘的更理想选择，因为从一个单元读取一个比特的误差率非常低，而且耐用性也很高。而多层单元(MLC)闪存存在更高的误码率，因此让人感觉耐用性也低很多。然而，业界一直致力于研究在企业级固态硬盘中使用MLC闪存，因为它们可以提供更大的存储容量，降低生产成本。

通过HET实现，Intel想到了一种实现更具可靠性的MLC闪存的方法，它基于这样一个事实：一个批次中并不是所有MLC闪存芯片都具有相同的特性。一些芯片可能具有更高的读性能和更好的数据保持质量，对这些特性的理解成为了Intel在710固态硬盘中将MLC NAND闪存用作HET的主要原因。

1．20个MT29F16B08CCME1 NAND MLC集成电路，以镜像方式安装在电路板的正反面，实现了存储容量高达200GB的Intel 710固态硬盘。

每个NAND闪存器件封装包含两个堆叠的64Gb、25nm L74A NAND闪存裸片，因此每个封装容量为128Gb。总的闪存容量实际上是320GB，因此具有很高程度的预留空间。

2.系统存储控制器使用了一个512Mb的海力士H55S5162EFR移动SDRAM。Intel使用移动SDRAM的决定是很有意义的，因为它能提供要求的性能等级，同时又能最大限度地降低功耗。这里降低功耗很重要，因为在硬盘工作时DRAM具有很大的处理工作量，特别是在企业级应用中。

3．并联使用了6个470μF的电容，可以存储要求的紧急电量，并在发生电源故障时让硬盘有足够长的时间退出正在进行的操作。总容量接近2.8mF。这种方法不仅能在短时间内给硬盘提供足够的电能，而且不会占用很大的电路板空间。

4．这种固态硬盘使用了Intel的PC29AS21BA0控制器。其它Intel固态硬盘也使用这种控制器，但很可能固件得到了更新，使得它特别适合710硬盘的使用情况。

ONFI的使用

我们把一个Intel 29F16B08CCME1 25nm MLC NAND闪存器件连接到了我们的闪存测试仪。测试表明，这种器件兼容开放NAND闪存接口(ONFI)规范。器件返回的详细ONFI参数字节(详细的器件参数和支持功能列表)表明，它支持ONFI版本2.2，并且支持控制器使用的各种异步操作。

ONFI规范描述了单独的I/O电源VCCQ选项，电压低至1.8V，在Intel 710固态硬盘中这个电源已经实现。因此，I/O总线工作时的功耗要显著小于VCCQ电源为3.3V VCC时的功耗。

在固态硬盘读写操作时监视NAND闪存器件的引脚可以观察控制器与闪存的交互操作。控制器具有高度的并行运行机制，其多平面操作可直达每个裸片，并对所有闪存器件保持一个有组织的和平均分布的数据写入。

Intel 710固态硬盘中采用的辨别和使用高质量MLC NAND闪存的创新方法，加上断电时的可靠性、非常大容量的预留空间以及降低的功耗，使得Intel 710成为一种独特且创新的企业级固态硬盘，可进一步增强企业级和消费级存储器之间的区别。